煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术分析

煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术分析

于博成

扎赉诺尔煤业有限责任公司灵泉煤矿 内蒙古满洲里 021410

摘要：煤矿采矿属于一个高风险领域，在采矿过程中，如果由于技术不合理、操作不规范，极易发生各类安全事故，严重影响采矿人员的人身安全以及采矿质量。为促进煤矿企业持续发展，必须熟悉掌握采矿技术、工艺，按照工艺特点、技术类型，对采矿技术进行科学优化，不断提升采矿安全性。笔者根据自身多年的煤矿采矿从业经验，立足煤矿采矿工程角度，探讨采煤工艺与技术。

关键词：煤矿采矿；采煤工艺；技术

引言

随着我国煤炭事业的发展建设，该领域的相关技术已经得到质的飞跃，比如我国煤矿开采的相关技术得到完善，更加趋于成熟，其中的井下煤矿开采技术逐渐实现机械化生产，利用人工结合机械的工作方式，大幅度提升工作效率和工作质量。然而随着我国对煤矿开采的需求量逐渐增大，开采的规模也越来越大，对井下开采技术要求越来越高，采煤的工艺越来越复杂。为保障开采过程中施工人员的人身安全，尽最大努力避免安全事故的发生，要从各个环节把关，其中最需要着重把关的就是在井下开采煤矿的情况。虽然井下采煤技术已经趋于成熟，但仍有上升空间。除了井下开采技术外，采煤工艺的选择也很重要，施工人员要通过仔细勘察，对开采环境有一定了解，结合开采情况和现有技术，根据自身工作经验正确做出判断，选择安全、合适的采煤工艺。

1煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术的现状和重要性

在能源体系中，煤炭资源属于不可再生资源，由于长期埋藏在地下，存在诸多煤层气。采矿人员在采矿过程中，具有一定风险。针对煤矿企业而言，为提高生产安全性，促进社会效益和经济效益的最大化，必须按照采矿实际状况，不断完善采煤措施，有效提高煤炭资源的采矿质量和效率，提升资源使用率，防止发生资源浪费问题。

然而，在实际采煤过程中，大部分小企业所采取的安全措施，无法保证采煤人员安全，特别是煤层变化较大和地质结构较为复杂的地带，具有诸多不确定性。如果采煤人员一味地采取传统方式进行作业，不仅不能提高采煤效率，还会因为安全防护不到位，增加开采危险性。对于复杂矿井、不稳定煤层，必须依靠采煤人员按照采掘要求和安全性标准，全面分析采煤环境，采用先进、科学的采煤工艺与技术，有效提升采煤质量、效率。

2主要的煤矿开采工艺与技术

2.1爆破采煤工艺

爆破采煤工艺就是利用爆破的作业方式来对煤矿进行开采作业，在爆破采煤工艺的使用当中，还需要结合现代化的机械运输方式，这样可以降低井下工作人员的工作难度，同时也能够使煤炭开采效率得到显著的提高。利用爆破采煤工艺进行实际作业的时候，工作人员需要事先调查好煤层的储存情况，选择合适的位置进行爆破，使周围的煤炭滑落下来。在利用爆破采煤工艺进行作业的过程中不稳定性系数较高，同时，工作人员也应该及时的处理采空区，如果采空区的处理工作不到位，那么就有可能发生煤矿坍塌事件，存在较大的安全隐患。

2.2走向长壁采煤法

在煤层储量较大和地质条件良好的煤层，主要运用的开采煤炭的方式是走向长壁采煤法。在使用走向长壁采煤法开采煤炭的时候，需要在工作面布置长臂，并且能够积极的推进长臂。除此之外，将煤柱留在采空区也能够更好地构建稳定性良好的顶板，并且需要在煤矿开采过程中将煤柱保留下来，实现开采区域的安全性和稳定性。随着技术的发展，普采工艺、爆破采煤工艺等采煤工艺都与长壁采煤技术融合到一起，实现机械化采煤，提高采煤效率。

2.3爆破采煤技术

最后一个采煤技术是炮采技术，即爆破采煤技术。爆破采煤技术是通过爆破方式使煤下落后再进行装煤等环节完成采煤工作。爆破采煤技术相比上文中的技术更加复杂，操作流程中注意事项较多，因此依据流程的顺序展开分析注意点：

①爆破落煤：这个过程需要注意的是运送机、顶板的安全性以及爆破的精准性。相关专业人员必须将这二者的“保障”做到安全范围以内，即充分满足保证安全性以及精准性的所需条件，安全问题做好才能进行爆破落煤。

②装煤：这个步骤比较简单，工作人员只需要把爆破后落在工作面上的原煤装载，或人工方式或运输机装载或者两者搭配都可以。

③支护工作面，处理采空区：采空区处理对采煤过程的安全性有保障性作用，主要依靠前两个步骤的操作以及最后的支护空间顶板完成。

2.4连采技术

在施工的过程中，我们不仅要保证工程的安全和质量，还要进一步保证所需材料的质量，这样才能让所安装的设备有更好的质量保障，所以采煤工艺中，我们要对该设备所需的钢材进行更加严格的检验，工作人员要对所需材料的质量以及一系列方面进行更加细致的检查，这样才能更好的保证使用钢材的质量。在进行更加严格的筛选的同时，所使用的钢材还要有相应的质量保证书，将那些质量性能不过关的钢材筛选出来，可以进行后期的补救和完善。由于我国采煤技术发展得时间并不太长，所以连采技术并没有得到广泛的应用。操作人员在对连采技术进行实施是所面对的最大问题，就是采煤的效率和质量。连采技术可以有效的提高煤炭的质量，它的技术手法操作起来也相对比较简单。可以更加有效并良好的应用到井下采煤技术中。

3煤矿采矿工程中的采煤工艺与技术的未来发展方向

首先，可视化计算。在煤炭采矿中，可视化计算是未来发展的重要方向之一，通过VR技术，可获取大量数据，得到有价值结论、规律，对于所获取数据，通过三维图形、可视化加工，再利用交互作用，改变参数，进而观察计算结果，实现可视化计算、参数变化。通过有限元方法，可实现结构分析，通过VR系统，通过颜色深浅，即可判断各物体大小，不同颜色代表不同等力面。同时，也能够随意更换角度，立足观察点去观察。通过VR交互作用，可实现各类数据的实时修改，方便比较各种结果、方案，有利于设计思维直观化、形象化。在复杂结构设计中，引入可视化技术，可实现结构分析、采矿控制。在煤矿结构分析、工程开采的可视化设计中，可拆分结构动态，显示煤矿开采线型，计算煤矿地质的结构内力、截面应力等数据。此外，通过图像、图形，可实现结构分析的动态化控制。其次，BIM设计技术的运用。BIM是通过建立三维实体模型，促使传统设计得以突破、调整，不仅了改进了平面模型，还构建了BIM技术的内在价值。在具体控制中，BIM的可视化功能，可促使煤矿开采实现动态调整，让开采设计方案合理化，做到问题防患于未然。在煤矿开采之前，需开展前期开采模拟设计。BIM设计采取虚拟设计方式，通过数据形式呈现煤矿开采过程，对比分析具体方案，达到模拟开采效果。在模拟过程中，可及早发现设计问题，做到早发现、早处理，还可实时改进、完善开采方案。使用BIM技术，可降低煤矿管理和开采成本。

结语

总而言之，在我国经济社会发展进程中，煤炭能源需求量呈逐年上升趋势，采用先进、科学的采煤工艺与技术，不仅能够提高采煤安全系数，还能有效提升采煤质量、效率。按照针对性、复杂性、风险性、精细化的特征，选择最佳的采煤工艺，不断加大采矿技术研究，提升人才整体水平，进而促进煤矿行业的稳定、持续发展。

参考文献

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[2]张晓琨.井下采煤技术与采煤工艺的选择探讨[J].中国石油和化工标准与质量,2020,40(22):163-165.

[3]王伟.煤矿井下采煤技术存在的问题及对策[J].能源与节能，2020，(11):191-192.